【演習】レンズの公式

物理【波】第11講『レンズの公式』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

レンズの公式レンズを通る光の進み方という明確なルールによって,レンズがつくる像が作図できるということは,像の場所や大きさは計算でも求められそうな気がしませんか?...
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問題

[Level.1]
次の(1),(2)のレンズについて,レンズの前方10cmの地点に物体を置いたとき,どこにどのような像ができるか。また,像の大きさは物体の何倍か。 それぞれ答えよ。
(1)焦点距離8.0cmの凸レンズ
(2)焦点距離15cmの凹レンズ

[Level.2]
図1のように物体とスクリーンを50cm固定し,その間に焦点距離12cmの凸レンズを置いて水平方向に動かす。 物体とレンズの距離をa[cm]とするとき,スクリーン上に実像が生じるaをすべて求めよ。

[Level.3]
図2のように,焦点距離6.0cmの2枚の凸レンズA,Bを光軸が一致するように10cm離して置き,Aの位置を原点,Bの位置をx=10cmとなるように光軸上にx軸をとる。 x=−10cmの地点に物体を置いたとき,像の生じる位置のx座標を求めよ。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
(1)後方40cmの位置に倒立実像ができる。 倍率は4.0倍
(2)前方6.0cmの位置に正立虚像ができる。 倍率は0.60倍

[Level.2]
a=20cm,30cm

[Level.3]
x=40cm

(※ 解説は現在準備中。)